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专利号: 2020108316084
申请人: 重庆交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于改进人工势场的无人机航迹避障重构方法,其特征在于,包括如下步骤:

S1、获取无人机初始位置与目标物,获得无人机的初始航向轨迹,并建立目标物对无人机虚拟等效人工势场,使无人机在目标物的吸引力F1作下驱动无人机向目标物飞行,吸引力F1的大小为 K1为引力增益常数, 为无人机与目标物之间的初始距离;

S2、利用无人机视野获取目标物与无人机之间的障碍物信息,以无人机为中心,建立半径为R的无人机的避障边界;

S3、无人机飞行过程中遇到障碍物,当障碍物触及到无人机的避障边界时,建立障碍物对无人机的排斥力F2,排斥力的大小与无人机距障碍物的距离关系为:其中F2的方向由障碍物指向无人机方向,K2为斥力常数,d为无人机与障碍物之间的距离;此时无人机的虚拟等效人工势场对无人机的作用力为目标物对无人机的吸引力与障碍物对无人机的排斥力的矢量和F;

S4、当某一时刻矢量和F与F1之间的夹角大于90°时,即cos≤0,无人机无法避开障碍物飞向目标物;此时在无人机与目标物之间的连线相垂直且经过目标物的直线上随机选取一个虚拟点S,计算虚拟点S对无人机的吸引力与排斥力F2的矢量和F′,并判断cos是否大于0,若cos小于等于0,则重新选择随机点S并判断cos是否大于0;

若大于0则表示F′与F1之间的夹角为锐角,由F′提供无人机的牵引力飞行,直至无人机逃离障碍物或cos>0,此时解除虚拟点S的牵引力,并重新由矢量和F提供无人机的牵引力飞行,直至无人机到达目标物。